Modélisation du vieillissement des poudres métalliques utilisées en fabrication additive : relation chimie de surface / rhéologie – MOVENTER

La soutenabilité économique et environnementale de la fabrication additive sur lit de poudre des alliages à base d’aluminium nécessite entre autre de s’intéresser à la gestion de la matière première tout au long du procédé : fabrication de la poudre, stockage, transport pneumatique, passage dans le bâti de fabrication, réutilisation, recyclage puis reconditionnement. Parmi ces étapes, le vieillissement des poudres lors du stockage peut s’avérer détrimentaire aux propriétés chimiques et rhéologiques de ces dernières, du fait spécifiquement des conditions de stockage : humidité relative et température. Or, les mécanismes et les cinétiques de ce vieillissement restent incertaines à ce jour. Le projet M?VENT?R cherchera à aborder les phénomènes mis en jeu lors du vieillissement en simulant tout d’abord celui-ci à l’aide d’un protocole expérimental où les paramètres atmosphériques représentatifs des conditions industrielles seront contrôlés dans des enceintes dédiées. Les modifications ainsi engendrées à la surface des grains seront notamment caractérisées chimiquement par spectrométrie photoélectronique X avant d’être reliées aux forces d’interactions grain/grain qui seront quant à elles sondées par le biais de pointes de microscope à force atomique fonctionnalisées par des grains vieillis. Ces propriétés surfaciques des grains seront alors associées aux propriétés macroscopiques d’écoulement analysées par rhéométrie. Cette démarche expérimentale viendra alimenter la modélisation cinétique du vieillissement des grains de poudres métalliques. Enfin, nous chercherons à corréler cette cinétique aux propriétés macroscopiques de la poudre. Nous espérons ainsi apporter des éléments de compréhension du vieillissement des poudres métalliques pour limiter ce dernier. Les connaissances et techniques développées à l’issue du projet pourront à terme être transposables aux autres étapes du procédé pour inscrire la fabrication additive dans une démarche de développement durable.